露天矿山深孔台阶爆破技术的现状与发展趋势

随着信息化革命进程的推进、资源开发和环境保护理念的提升,近来年国内露天矿山深孔台阶爆破技术在智能化、绿色化的爆破开采理念下快速发展.在爆破器材方面,电子雷管得到大量推广应用;在爆破智能化方面,集成了智能钻机系统、智能设计系统、炸药现场混装作业体系的爆破技术基本成型;在爆破绿色化方面,爆破振动预测理论及控制、爆破粉尘控制...     

数码电子雷管在露天浅孔爆破中的应用试验

在贵阳市朝阳洞路露天浅孔爆破中,使用由贵州久联民爆器材发展股份有限公司自主研发的数码电子雷管进行了爆破试验,与使用普通导爆管雷管起爆进行了爆破振动和爆破效果的分析对比。通过了爆破数据的比较和分析得出,数码电子雷管相对于导爆管雷管的最大振动速度降低了20%,而且显著地减小了振动叠加效应发生的概率,说明用数码电子雷管起爆可控制爆破振动和改善爆破效果。     

基于LoRa物联的远程智能起爆系统研发

智能起爆系统是有效提升爆破安全管控水平的重要手段之一,现阶段,起爆系统仍存在因起爆能量不足或网路连接失误等难题。研发了基于LoRa物联的无线远程智能起爆系统,对比分析了LoRa技术与主流无线通信技术的区别,简述了智能起爆系统的安全控制及供电设计原理。LoRa通信技术与HM-TRLR-S433 MHz无线远程智能爆破系统具有通信距离远、抗干扰强、体积小等优点;GPS模块选用Air530Z模块,数码电子雷管的接收模块为Zigbee无线透传模块,采用MBus驱动电路将起爆信号发送至数码电子雷管,进而实现无线起爆。同时开展了不同距离、地形的无线远程智能爆破系统抗干扰及系统可靠性试验。结果表明：200~1 000 m的水平距离区间及50~100 m的高差区间内,系统均运行稳定,在电磁干扰、杂散电流干扰下,模块正常率超过90%,振动干扰满足设计要求,系统可靠性高达100%。实现了各个数码电子雷管独立运行,爆破区域智能管控,提高了爆破网路连接的效率与安全性,可以为智能爆破建设、科学管理与决策提供技术支持。     

数码电子雷管在司家营露天采场台阶爆破中的试验及应用

司家营铁矿露天矿山划分水平台阶由上向下逐分层开采,采场台阶采用孔间微差爆破方法进行深孔爆破,针对爆破过程中存在爆破振动大扰民、爆破效果差,火工品消耗多,成本高等问题,利用数码电子雷管延时精度高、时间设定灵活、网络检测智能、安全性能可靠等特点实现逐孔起爆,在保证爆破作业本质安全可靠前提下,达到显著降低爆破振动、改善爆破效果、降低爆破炸药单耗,节省了爆破成本,同时提高采矿劳动生产效率。     

数码电子雷管与传统工业雷管对比分析

数码电子雷管是一种新型工业雷管。为了体现数码电子雷管的优越性,从结构组成、性能、爆破应用等方面,对数码电子雷管与传统工业雷管进行对比分析。结果表明,数码电子雷管具有延期精度高、延期范围广、抗干扰能力强、起爆可靠性强等性能优势,在爆破应用中,能够实现逐孔起爆,减小爆破振动,实现精细爆破,此对比分析对数码电子雷管的推广应用具有指导意义。     

数码电子雷管在水厂铁矿深孔爆破中的应用

数码电子雷管是一种以电子芯片作为延期元件的新型雷管,在露天矿山深孔台阶爆破中已经广泛应用。为进一步改善爆破质量,水厂铁矿结合爆破理论和生产实际,进一步优化多排孔逐孔起爆微差时间,研究了起爆微差时间对爆破前冲、后冲、大块率等的影响,使得爆破前冲、后冲得到有效控制,爆破质量得到有效改善,爆破大块率明显降低,为今后应用数码电子雷管进行爆破设计优化提供了科学依据。     

大型露天矿山边坡控制爆破与降振技术

针对大孔径大规模爆破,爆破振动危害效应大等问题,提出基于某大型露天金属矿复杂环境下的边坡控制爆破,通过采取降低台阶分层高度,缩小炮孔直径,炮孔进行分段间隔装药来控制单孔药量,并通过电子雷管逐孔起爆技术,计算机模拟起爆网路手段和预裂爆破技术等方式,达到降振效果。通过振动监测和边坡位移监测结果显示,采用这些降振技术可以尽可能减小爆破振动;同时总结出了该矿山的爆破振动规律和回归曲线,能够为复杂环境的控制爆破提供参考。     

露天深孔爆破中降低大块率的技术措施

降低爆破大块率是矿山凿岩爆破中的一个重要课题。本文对露天深孔爆破中大块产生位置及原因进行了分析,并从炸药单耗、孔网布置、装药结构、堵塞长度、微差间隔、起爆方式等方面,总结出露天矿深孔爆破中优化爆破参数降低大块率的技术措施,在实践中取得较好的爆破效果。     

新屋田露天矿拒爆原因分析及解决方案

新屋田露天矿短期密集发现9个拒爆孔。为解决此问题,在排除了爆破器材质量、爆破器材性能、网络设计和人为操作等一般因素后,从起爆具组合和炮孔环境入手,通过对地区季节气候环境、岩层水文环境、各厂家起爆器材组合爆破效果、不同器材水下接触环境、雷管管体规格变化等进行层层剖析,并对各项可能原因进行试验验证。分析认为,数码电子雷管聚能穴与起爆具功能孔孔底起爆药芯间距过大,受含水炮孔水介质间隔影响,雷管起爆能加速衰减,从而导致拒爆。根据分析结果制订加长数码电子雷管管体的解决方案,成功克服了拒爆现象的发生。     

电子雷管在露天矿山施工中的应用

以某露天矿山爆破施工为例,较详尽地介绍了爆破参数设计,电子雷管及其起爆系统在爆破施工中的整个操作过程、网路设计的思路和网路连接的注意事项,为今后电子雷管的应用提供了参考。     

露天爆破炮烟和粉尘初期性状模拟及防治技术研究

爆破烟尘是露天开采难治理的重要污染源,受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,炮烟和粉尘蘑菇尘云的初始浓度和性状难以进行源头直接测试,致使针对爆破炮烟和粉尘的治理技术欠缺、方案设计和关键技术参数确定无据可依。本文针对露天(矿)爆破蘑菇烟尘的瞬时生成、高速强扩散特性,建立露天台阶深孔爆破粉尘生成模型,用数值模拟技术研究爆破破岩和抛掷堆积过程中爆破烟尘生成、扩展的初期特性,对台阶爆破烟尘进行了高速DIC技术现场测试,将DIC试验获得的实际烟尘云扩散结果与数值模拟成果进行对比研究,发现烟尘数值模拟研究成果与现场实测结果高度吻合,确定了露天在爆破烟尘生成、扩散初期进行爆区源头环保治理的技术方案。研发了与露天台阶深孔爆破匹配的爆炸水雾场生成技术,为露天爆破炮烟和粉尘的源头治理提供了技术支撑。在白云铁矿露天深孔爆破炮烟和粉尘的爆炸水雾降尘试验中取得了粉尘浓度降低40%以上的显著降尘效果。     

超硬岩露天深孔台阶爆破参数优化研究

为解决在新疆金宝铁矿露天深孔台阶爆破过程中存在的大块率高、留有根底等影响铲装效率与后续生产的问题,通过现场调查统计与分析,摸清大块产出部位,剖析大块产出与出现根底的原因,并提出相应对策。基于矿岩物理力学性质与矿山现有条件,提出针对超硬岩露天深孔台阶爆破的小孔排距爆破方案,对孔网参数及起爆网路进行了优化提升,采用115 mm孔径,孔排距3.5 m×3.0 m、堵塞长度2.5 ~ 3.0 m,孔间毫秒延期时间为11、13、18 ms,排间毫秒延期时间为21、29、37 ms。工程实践表明,小孔排距深孔台阶爆破适用于铁矿石等超硬岩的深孔台阶爆破,相比原爆破方案大块率降低约8.7%,爆后无根底,大大提高了露天矿山采剥效率,很好地满足了生产要求。爆破振动速度降幅约为28.1%,减少了对边坡岩体的扰动和破坏。小孔排距深孔台阶爆破在超硬岩露天矿山矿岩采剥中体现了良好的适用性,能够有效减少大块和消除台阶根底,可为露天矿山超硬岩深孔台阶爆破提供借鉴与参考。     

巴润矿24 m高台阶爆破技术

随着巴润矿山开采深度的增加,逐渐形成的临时边坡由于未达到开采境界,出现了2组或4组台阶并段叠置的现象。扩帮时下部台阶边坡陡直,台阶作业宽度狭窄,矿山大型牙轮钻机无法在该下部平台安全作业。为了加快扩帮进度,提高设备的有效作业时间,故提出了在2组并段台阶上实施24 m高台阶爆破技术。现场对高台阶爆区的岩性进行分析并划分出矿岩区域,针对不同岩性的爆区进行分穿分爆,并优化了爆破参数、孔内装药结构以及孔内微差时间。现场爆破试验表明,24 m高台阶爆破技术的应用,减少现场机械设备避炮时间40%,增加钻机设备纯作业率31%,减少爆破大块率12%,现场取得良好的应用效果,可大面积推广。     

基于物联网的露天矿智能爆破系统设计研究

以矿山物联网、矿山智能化和采矿自动化、无人化的发展趋势为背景,以实现露天矿爆破的智能化为方向,以解决目前露天矿爆破在管理、安全和信息处理方面存在的问题为目的,以现代通信技术、自动化技术和软硬件技术为基础,重点研究了露天矿智能爆破的总体架构、核心内容、关键技术等。设计的主要内容：①露天矿用钻机的自动钻进与行走流程、钻孔精确定位与导航、穿孔数据记录、易损件和消耗件信息记录等功能;②适用于露天矿爆破工程的通信网络与数据库;③露天矿监控与爆破设计软件。该系统在实践中得到了良好应用。     

露天石灰岩矿中深孔爆破参数设计与应用

本文对露天石灰岩矿台阶式中深孔爆破的爆破参数和爆破网路进行了优化设计,使用结果表明：爆破参数设计合理,矿岩爆破块度适中,根底现象基本消除,对露天台阶式中深孔爆破设计具有参考价值。     

含水露天矿加强水封塞爆破技术研究

在露天矿山爆破中,台阶上部是大块产生的主要部位,一直未能得到很好的解决,当炮孔含水时这一问题尤为显著。鉴于目前很多露天矿山大多炮孔为水孔的情况,为了减少爆破时台阶上部产生的大块率,通过对高冲击下水介质特性的分析以及在和尚桥铁矿的现场试验,提出了大孔径加强水封塞爆破装药结构,即在炸药与填塞物之间留取一定长度的水柱,在水柱与填塞物之间设置加强封塞药包。经过对加强水封爆破技术的理论分析、计算及现场工程试验,结果表明大孔径加强水封塞爆破技术可改善台阶上部岩石爆破后的块度组成,大幅减少大块率,有效提高炸药有效能量利用率,降低爆破后二次破碎成本,提高矿山生产效率。同时,该技术可以有效降低爆破粉尘,创造良好的作业环境,在同类相似矿山推广应用,可以取得较好的经济效益和社会效益。     

用深孔爆破成井次品矿充填技术治理采空区

针对三道庄露天矿大型高危复合空区的特点,结合国内目前“崩、充、撑、封”等处理采空区的方法,论述了深孔爆破成井次品矿充填处理采空区技术;根据设备现状设计了深孔爆破成井方案,重点研究了参数选择方法、装药结构和爆破网络;提出了充填井等边三角形的布置原则,建立了充填效果评估几何模型,推导出井壁间距与采空区高度、充填井半径之间的函数关系,为评估空区填充效果以及优化大空区多井布置方案奠定了基础;进行了深孔成井处理采空区的现场试验,试验结果证明了该方案是合理的、经济的。该技术的研究与应用不仅提高了生产的安全性,解决了规模化开采和空区处理的矛盾,也有利于二级矿量管理,实现资源综合利用,达到均衡配矿的目的。     

基于模糊数学-层次分析的露天矿深孔爆破效果评价研究

以经济、质量和安全要素作为一级指标,以炸药成本、合格大块率及爆破振动安全距离等13个要素作为二级指标,建立了露天矿深孔爆破效果评价模型。利用层次分析法确定该模型各级指标的权重,对定性指标量化和定量指标无量纲化处理后,采用模糊综合评判法计算评价结果和选择爆破方案。通过现场实施,该评价模型所选爆破方案能够满足爆破要求,对优化选择露天矿深孔爆破现场方案具有一定的指导意义。     

互层岩体台阶爆破主控岩层的判别方法

互层岩体台阶爆破中力学差异性较大的岩层影响了炸药能量的均匀分布,为了快速确定影响爆破效果的主控岩层的位置及台阶整体炸药单耗,采用数值分析的方式探讨了主控岩层对炸药能量分布特征的影响规律,实验结果表明:采用连续装药结构时力学差异性较大的夹层处质点运动速度更为集中,而间隔装药可改善台阶内速度场的分布均匀程度;由最小抵抗线原理分析发现主控岩层的厚度和力学性质是影响炸药能量传递方向的主要因素;在此基础上结合波阻抗原理,构建了考虑台阶岩体整体力学特性及各岩层局部工程特征的能耗分级体系,通过现场测试取得了良好的应用效果,验证了该方法的可行性,可为互层岩体台阶爆破设计确定合理炸药单耗量和精准设计装药结构提供科学依据。